Optimización de avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio mediante la evaluación de operaciones unitarias en la minera J S Natividad La Rinconada

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO - PUNO FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS. OPTIMIZACIÓN DE AVANCE LINEAL EN LA CONSTRUCCIÓN DEL BY PASS SAN IGNACIO MEDIANTE LA EVALUACIÓN DE OPERACIONES UNITARIAS EN LA MINERA J.S. NATIVIDAD - LA RINCONADA. TESIS PRESENTADA POR:. Bach. ELMER RENE HUARCAYA CCOPA PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:. INGENIERO DE MINAS PUNO - PERÚ 2017.

(2) UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS UNIVERSIDAD NACIONAL TESIS DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS OPTIMIZACIÓN AVANCE LINEALDE EN LA CONSTRUCCIÓN BY PASS SAN CARRERADE PROFESIONAL INGENIERÍA DE DEL MINAS IGNACIO MEDIANTE LA EVALUACIÓN DE OPERACIONES UNITARIAS EN LA MINERA J.S. NATIVIDAD TESIS - LA RINCONADA OPTIMIZACIÓN DE A V ANCE LINEAL EN LA CONSTRUCCIÓN DEL BY PASS SAN PRESENTADA POR: IGNACIO MEDIANTE LA EVALUACIÓN DE OPERACIONES UNITARIAS EN LA MINERA J.S. NATIVIDAD - LA RINCONADA. Bach. ELMER RENE HUARCAYA CCOPA PRESENTADA POR:. PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:. Bach. ELMER RENE HUARCAYA CCOPA INGENIERO DE MINAS. FECHA SUSTENTACION : 18 DE ENERO DEL 2017 PARADE OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: APROBADA POR EL JURADO REVISOR CONFORMADO POR:. INGENIERO DE MINAS. FECHA DE SUSTENTACION: 18 DE ENERO DEL 2017 PRESIDENTE DEL JURADO :. ____________________________________ M.Sc. Ing. Eugenio Araucano Domínguez. PRESIDENTE DEL JURADO : PRIMER MIEMBRO :. ____________________________________ Ing. David Velásquez Medina. PRIMER MIEMBRO SEGUNDO MIEMBRO. :. ____________________________________ Ing. Esteban Aquino Alanoca. SEGUNDO MIEMBRO DIRECTOR. :. ____________________________________ Ing. Amílcar Terán Dianderas. DIRECTOR ASESOR. :. __________________ __________________ Dr. Ing. Roberto Chávez Flores. Área. : Ingeniería de Minas. ASESOR Tema : Análisis de costos mineros . Roberto Chávez Flores Área : Ingeniería de Minas Tema : Análisis de costos mineros.

(3) DEDICATORIA. A mis. distinguidos. padres,. Domingo. Huarcaya y Rosa Ccopa por su apoyo incondicional y dedicación hacia mi persona para culminar mis estudios superiores y lograr mi anhelo de ser Ingeniero de Minas.. A. A. mi. hermana,. Ninfa. quienes. desinteresadamente me apoyaron, alentaron en cada etapa de mi vida estudiantil y así concluir mi anhelo de ser profesional.. Con todo cariño y amor a mi esposa Luz por su apoyo y comprensión en los momentos más difíciles de mi vida.. m i s h e r m a n o s : J u a n , J a c i n t o , Y o h o n i y.

(4) AGRADECIMIENTO. Mi agradecimiento a Dios, por su infinito amor y por la vida que me da para realizar mis estudios en sus diferentes fases, hasta culminar mi profesión.. A mi alma mater, la Universidad Nacional del Altiplano - Puno, por concederme los claustros universitarios para realizar mis estudios superiores hasta obtener el título Profesional de Ingeniero de Minas.. A la Facultad de Ingeniería de Minas, a sus autoridades, docentes, y administrativos, quienes en forma desinteresada supieron guiar con paciencia en mi formación académica y profesional.. Mi agradecimiento a la Minera J.S - Natividad, quienes me dieron la oportunidad de realizar el presente trabajo de Investigación.

(5) ÍNDICE DEDICATORIA ............................................................................................................... 3 AGRADECIMIENTO ...................................................................................................... 4 RESUMEN ..................................................................................................................... 11 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 12 CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Descripción de la realidad del problema............................................................... 13. 1.2. Formulación del problema .................................................................................... 14. 1.2.1 Problema general .................................................................................................. 14 1.2.2 Problemas específicos: .......................................................................................... 14 1.3. Objetivos de la investigación ................................................................................ 14. 1.3.1 Objetivo general .................................................................................................... 14 1.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................ 14 1.4. Justificación de la investigación ........................................................................... 15. 1.5. Limitaciones del estudio ....................................................................................... 15. 1.6. Viabilidad del estudio ........................................................................................... 15 CAPÍTULO II FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN. 2.1. Antecedentes de la investigación .......................................................................... 16. 2.2. Bases teóricas ........................................................................................................ 17. 2.2.1 Diseño de la malla de perforación y cálculo de carga-manual EXSA ................. 17 2.2.2 Cálculo de la profundidad del taladro según R. Holmberg.................................. 18 2.2.3 Distribución de la carga ........................................................................................ 20 2.2.4 Modelos de fragmentación y voladura de rocas ................................................... 23 2.2.5 Carguío y acarreo en minería subterránea ............................................................ 24 2.2.6 Estudio de perfomance de flota de carguío y acarreo ........................................... 24 2.3. Bases conceptuales ............................................................................................... 29.

(6) 2.4. Formulación de hipótesis ...................................................................................... 35. 2.4.1 Hipótesis general................................................................................................... 35 2.4.2 Hipótesis específicos............................................................................................. 35 CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN 3.1. Diseño metodológico ............................................................................................. 36. 3.2. Población ............................................................................................................... 37. 3.3. Muestra .................................................................................................................. 37. 3.4. Unidad de muestreo ............................................................................................... 37. 3.5. Operacionalización de variables ............................................................................ 37. 3.5.1 Variable independiente .......................................................................................... 37 3.5.2 Variable dependiente ............................................................................................. 38 3.6. Técnicas de recolección de datos ........................................................................... 38. 3.6.1 Instrumentos de recolección de datos .................................................................... 38 CAPÍTULO IV ÁMBITO DE ESTUDIO 4.1. Generalidades........................................................................................................ 40. 4.1.1 Ubicación .............................................................................................................. 40 4.1.2 Accesibilidad ........................................................................................................ 40 4.1.3 Fisiografía y recursos naturales ............................................................................ 41 4.1.4 Clima..................................................................................................................... 41 4.1.5 Flora y fauna ......................................................................................................... 42 4.2. Interpretación geológica del yacimiento ............................................................... 42. 4.2.1 Geología regional .................................................................................................. 42 4.2.2 Geología local ....................................................................................................... 43 4.3. Geología estructural .............................................................................................. 44. 4.4. Geología económica ............................................................................................. 46. 4.4.1 Afloramiento ......................................................................................................... 46 4.4.2 Mineralización ...................................................................................................... 46.

(7) CAPÍTULO V EVALUACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS EN EL BY PASS SAN IGNACIO 5.1. Objetivos de la construcción del by pass San Ignacio ......................................... 49. 5.2. Parámetros para el diseño del by pass ................................................................. 49. 5.3. Instalaciones de servicios auxiliares en el by pass .............................................. 49. 5.4. Perforación en el by pass San Ignacio ................................................................. 50. 5.4.1 Tipo de corte ........................................................................................................ 50 5.5. Control de tiempos de perforación anterior ......................................................... 53. 5.6. Voladura anterior en el by pass San Ignacio...................................................... 54. 5.7. Costo de perforación y voladura anterior ............................................................ 57. 5.8. Diseño de la nueva malla de perforación ............................................................. 59. 5.8.1 Control de tiempo de perforación optimizado .................................................... 60 5.8.2 Voladura optimizado en el by pass San Ignacio ................................................. 61 5.8.3 Costo de perforación y voladura optimizado ....................................................... 64 5.9. Carguío y acarreo anterior .................................................................................. 66. 5.10. Carguío y acarreo optimizado. ............................................................................. 68. 5.10.1 Ciclo total de carguío ........................................................................................... 68 5.10.2 Ciclo total de acarreo ........................................................................................... 68 5.11. Costo de carguío y acarreo optimizado ............................................................... .69. 5.12. Costo total optimizado ....................................................................................... 70 CAPITULO VI DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS. 6.1. Análisis de resultados ............................................................................................ 71. 6.2. Contrastación de las hipótesis ................................................................................ 72. 6.2.1 Resultados comparativos de perforación ............................................................... 72 6.2.2 Resultados comparativos de voladura ................................................................... 74 6.3. Resultados comparativos de costos de perforación y voladura anterior ................ 75. 6.4. Discusión de resultados de perforación y voladura ............................................... 77. 6.5. Contrastación. ........................................................................................................ 80.

(8) CONCLUSIONES .......................................................................................................... 82 RECOMENDACIONES ................................................................................................. 83 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 84 ANEXOS ........................................................................................................................ 86. LISTA DE CUADROS. Cuadro 2.1 Relación de la dureza de la roca con la distancia…………………………..19 Cuadro 2.2 Relación de la dureza de la roca con el coeficiente ..................................... 19 Cuadro 2.3 Cálculo de sección y burden ........................................................................ 20 Cuadro 2.4 Constante de tipo de roca ............................................................................. 22 Cuadro 3.1 Operalización de variables ........................................................................... 38 Cuadro 4.1 Ruta de acceso a la Unidad Minera J.S. Natividad ...................................... 41 Cuadro 5.1 Tipo de roca ................................................................................................. 52 Cuadro 5.2 Control de tiempos de perforación (Horas:minuto:segundo) ....................... 53 Cuadro 5.3 Resultados obtenidos en la perforación anterior ........................................ 53 Cuadro 5.4 Consumo de explosivo Semexa 65% en la voladura anterior ..................... 54 Cuadro 5.5 Resumen del consumo del explosivo y accesorios por disparo .................. 55 Cuadro 5.6 Resumen de resultados en la voladura anterior ........................................... 56 Cuadro 5.7 Costo de mano de obra ................................................................................ 57 Cuadro 5.8 Costo de materiales de perforación ............................................................ 57 Cuadro 5.9 Costo de máquina perforadora .................................................................... 57 Cuadro 5.10 Costo de materiales de voladura ............................................................... 58 Cuadro 5.11 Costo de herramientas y otros materiales ................................................. 58 Cuadro 5.12 Costo de implementos de seguridad .......................................................... 58 Cuadro 5.13 Resumen de costo de perforación y voladura anterior .......................... 59 Cuadro 5.14 Distribución de taladros en la optimización .............................................. 59 Cuadro 5.15 Control de tiempos de perforación optimizado ......................................... 60 Cuadro 5.16 Resultados obtenidos en la perforación optimizado .................................. 61 Cuadro 5.17 Consumo de explosivo en la voladura optimizado ................................... 61 Cuadro 5.18 Resumen de resultados en la voladura optimizado ................................... 63 Cuadro 5.19 Costo de mano de obra .............................................................................. 64 Cuadro 5.20 Costo de materiales de perforación ........................................................... 64.

(9) Cuadro 5.21 Costo de máquina perforadora .................................................................. 64 Cuadro 5.22 Costo de materiales de voladura ............................................................... 64 Cuadro 5.23 Costo de herramientas y otros materiales ................................................. 65 Cuadro 5.24 Costo de implementos de seguridad .......................................................... 65 Cuadro 5.25 Resumen de costo de perforación y voladura optimizado ................... 65 Cuadro 5.26 Ciclo total de acarreo ................................................................................ 66 Cuadro 5.27 Costo de carguío anterior .......................................................................... 67 Cuadro 5.28 Costo de acarreo anterior .......................................................................... 67 Cuadro 5.29 Costo total de carguío y acarreo ................................................................ 67 Cuadro 5.30 Resumen del costo total anterior ............................................................... 67 Cuadro 5.31 Costo de carguío ........................................................................................ 69 Cuadro 5.32 Costo de acarreo ....................................................................................... 70 Cuadro 5.33 Costo de carguío y acarreo optimizado ..................................................... 70 Cuadro 5.34 Resumen del costo total optimizado ....................................................... 70 Cuadro 6.1. Distribución de taladro ............................................................................... 72 Cuadro 6.2. Distribución de taladros optimizados ......................................................... 73 Cuadro 6.3. Datos de la carga explosiva anterior .......................................................... 74 Cuadro 6.4. Datos de la carga explosiva optimizado ..................................................... 74 Cuadro 6.5. Resumen de costos de perforación y voladura anterior y actual ................ 75 Cuadro 6.6. Resumen de resultados comparativos de perforación y voladura .............. 77 Cuadro 6.7 Resultados comparativos de carguío acarreo ............................................. 79. LISTA DE FIGURAS. Figura 2.1 Malla de perforación anterior ....................................................................... 29 Figura 2.2 Malla de perforación optimizado ................................................................. 29 Figura 5.1 Diseño de arranque ....................................................................................... 51 Figura 5.2 Diseño de malla de perforación .................................................................... 54 Figura 5.3 Diseño de la nueva malla de perforación optimizado .................................. 60 Figura 6.1 Resultados comparativos de costos .............................................................. 76 Figura 6.2 Resultados comparativos de voladura. .......................................................... 78 Figura 6.3 Resultados comparativos de perforación ...................................................... 78 Figura 6.4 Resultados comparativos de carguío y acarreo ............................................ 79.

(10) LISTA DE ANEXOS. Anexo 01 Ubicación de by pass San Ignacio ................................................................. 87 Anexo 02 Equipo de acarreo .......................................................................................... 88 Anexo 03 Equipo de carguío ......................................................................................... 89. LISTA DE PLANOS. Plano 01 Plano topográfico subterráneo ..................................................................... 90 Plano 02 Mapa geológico ........................................................................................... 91.

(11) RESUMEN El presente trabajo de investigación titulado Optimización de avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio mediante la evaluación de operaciones unitarias en la Minera J.S. Natividad – La Rinconada, tiene como objetivo mejorar el avance lineal mediante la evaluación de las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo. Para realizar el presente trabajo de investigación se ha considerado las bases teóricas y prácticas, siguiendo una metodología de la investigación. En su etapa inicial se ha analizado los costos de perforación, voladura, el diseño de la malla de perforación, carga explosiva utilizada, carguío y transporte en operaciones anteriores en el frente del by pass San Ignacio y posteriormente en la operación actual en base a pruebas se ha seleccionado un nuevo diseño de la malla de perforación y la carga explosiva adecuada, según las características del macizo rocoso, y también se ha mejorado el carguío y acarreo. Para obtener los resultados óptimos se realizó los cálculos de perforación y voladura con diferentes diseños de malla de perforación, llegando a los siguientes resultados, antes de se ha utilizado 43 taladros de producción de longitud 5 pies con un consumo de explosivo de 19,68 kg/disparo y un avance lineal de 1,30 m, con un costo de 418,80 US$/disparo y actualmente se utiliza 38 taladros de producción con un consumo de explosivos de 16,16 kg/disparo y un avance lineal de 1,37 m, con un costo de 383,35 US$/disparo.. Palabras claves: Optimización, avance lineal, operaciones unitarias y evaluación.. 11.

(12) INTRODUCCIÓN La Minera J.S. Natividad de la Corporación Minera Ananea S.A. actualmente, se está realizando el by pass San Ignacio, las actividades de perforación y voladora constituyen una de las etapas más importantes para su ejecución y es necesario tener mucha atención en : el diseño de la malla de perforación, voladura y costos para alcanzar los mejores resultados en el desarrollo del by pass , considerando estos fundamentos se desarrolla esta tesis titulado : optimización de avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio mediante la evaluación de operaciones unitarias en la minera J.S. Natividad -La Rinconada. En la actualidad para el desarrollo del by pass de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada , se tiene problemas de avance lineal y altos costos en perforación y voladura, por lo que se ha planteado como objetivo optimizar el avance lineal del by pass, mediante la evaluación de las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo , diseñando una nueva malla de perforación y selección de carga explosiva según las características del macizo rocoso del by pass, en su ejecución se ha considerado el tipo de corte , número de taladros, burden, espaciamiento, el tiempo de perforación por taladro y la carga explosiva a utilizar en el nuevo diseño de la malla de perforación y también se ha considerado mejorar el sistema de carguío y acarreo para lograr los objetivos planteados en el trabajo de investigación. En el trabajo de investigación se ha considerado cinco capítulos, en el Capítulo I, se describe el planteamiento del problema, en el Capítulo II, se desarrolla el fundamento teórico analizando las bases teóricas y definiciones conceptuales para realizar el trabajo de investigación, en el Capítulo III, se describe la metodología de la investigación, y la operacionalización de variables, en el Capítulo IV se desarrolla el ámbito de estudio, Capítulo V se realiza la evaluación de las operaciones unitarias en el by pass San Ignacio y en el Capítulo. VI, se desarrolla pruebas y resultados del trabajo de. investigación.. 12.

(13) CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 1.1 Descripción de la realidad del problema El operador minero J.S. Natividad, viene desarrollando el by pass San Ignacio para evacuar el desmonte como resultado de la explotación del yacimiento aurífero del nivel 5103 m.s.n.m. de la zona de La Rinconada.. El by pass San Ignacio tiene una sección de 3,50 m de ancho por 3,00 m de altura y una longitud trazada de 500 m.. Durante la ejecución en su etapa inicial de 100 m de longitud se ha realizado las evaluaciones de las operaciones de perforación, voladura, carguío y acarreo encontrando una serie de deficiencias en avances lineales,. a) Fragmentación, excesivo consumo de explosivos y accesorios de voladura, mala distribución de taladros,. b) Sistema de carguío y transporte se ha utilizado mayor tiempo, ocasionando altos costos de operaciones unitarias para el desarrollo del by pass. En la ejecución de operaciones de minado subterráneo es de mucha importancia el diseño de la malla de perforación, la selección del explosivo a utilizar y el sistema de carguío y transporte en una labor minera.. 13.

(14) 1.2 Formulación del problema 1.2.1 Problema general ¿Cómo optimizamos el avance lineal mediante la evaluación de operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad -La Rinconada?. 1.2.2 Problemas específicos: a) ¿Cómo optimizamos las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada? b) ¿Cuál debe ser el diseño de la malla de perforación óptima para la carga explosiva adecuada en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada? c) ¿Cómo optimizamos el carguío y acarreo en la construcción by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada?. 1.3 Objetivos de la investigación 1.3.1 Objetivo general. Optimizar el avance lineal mediante la evaluación de las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada.. 1.3.2 Objetivos específicos. a) Evaluar las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad –La Rinconada. b) Diseñar la malla de perforación y determinar la carga explosiva adecuada en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada.. 14.

(15) c) Optimizar el sistema de carguío y acarreo en la construcción by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad –La Rinconada.. 1.4 Justificación de la investigación La zona en estudio posee gran potencial de reservas auríferas para su explotación y actualmente más de 25 Operadores Mineros tienen problemas para evacuar el desmonte como tal es necesario realizar el desarrollo del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad, el mismo que será de mucho beneficio para los operadores mineros y para la Empresa Minera para obtener mayor rentabilidad a bajos costos de perforación y voladura con el diseño de una malla de perforación y selección de carga explosiva adecuada según las características del macizo rocoso.. El proyecto de investigación se justifica plenamente en su ejecución y es de mucha importancia, que servirá como modelo para otros operadores Minero.. 1.5 Limitaciones del estudio. El presente trabajo de investigación no tiene limitaciones en el proceso de su ejecución, se tendrá el apoyo de la empresa minera.. La empresa posee recursos económicos para realizar el trabajo de desarrollo del by pass para la empresa.. 1.6 Viabilidad del estudio. El trabajo de investigación está íntegramente relacionado con la actividad minera y es una fuente de desarrollo económico y social del país y la región de Puno. Conociendo su grado de importancia es viable su ejecución de acuerdo a nuevos métodos y avances de la tecnología minera, se cuenta con recursos económicos y recursos humanos.. 15.

(16) CAPÍTULO II FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LA INVESTIGACIÓN. 2.1 Antecedentes de la investigación. Chahuares Sairitupa Felix Cepriano (2012), en su tesis: Nuevo diseño de la malla para mejorar la perforación y voladura en proyectos de explotación y desarrollo, Mina EL COFRE. Concluye que con el nuevo diseño de malla de perforación se ha reducido el número de taladros, de 41 taladros a 36 taladros, siendo la profundidad del taladro de 1,45 metros y en la voladura se ha reducido el consumo de explosivo de 18 kg/disparo a 1,51 kg/disparo. Con respecto al costo de explosivos se reduce de 57,89 US $/disparo a 50,10 US $/disparo.. Chambi Flores Alan (2011), en su tesis: "Optimización de perforación y voladura en la ejecución de la rampa 740 – Unidad VINCHOS – VOLCAN S.A.A., “Cerro de Pasco”. Concluye que la optimización obtenida en perforación y voladura en la ejecución de la rampa 740, de la Unidad VINCHOS del Cerro de Pasco, es reducir dos taladros por frente y ahorrar 8,00 kg de explosivo por disparo. Carreón Q. Juvenal (2001), en su tesis: Optimización de Perforación y Voladura en la Rampa Principal 523 sistema mecanizado mina San Rafael, Universidad Nacional del Altiplano, como resultado establece que el número de taladros de 60 (antes de optimizar) se redujo a 48 (en la etapa final optimizado) y taladros cargados de 56 a 44 respectivamente. En consecuencia el consumo de explosivos también bajo de 132,72 a 103,70 kg/disparo.. 16.

(17) 2.2 Bases teóricas Se aplicará las siguientes; teorías, técnicas, y prácticas operativas, según los textos analizados para la investigación.. 2.2.1 Diseño de la malla de perforación y cálculo de carga-manual EXSA  Avance del disparo. Está limitado por el diámetro del taladro vacío y la desviación de los taladros de carga que debe mantenerse por debajo del 2%, los avances promedios y deben llegar al 95% de la profundidad del taladro L, esto es:. (EXSA, 2001). – 39,40 x. L= 0,15 + 34,10 x. Donde: L = Profundidad del taladro (metros) Diámetro del taladro de alivio (metros) Cuando se utilizan arranques con varios taladros vacíos en lugar de uno solo entonces la ecuación anterior sigue siendo válida si:. x Donde: = Diámetro de taladro de alivio equivalente n = Número de taladros vacíos en el arranque = Diámetro del taladro a cargar. 17.

(18) 2.2.2 Cálculo de la profundidad del taladro según R. Holmberg. L= 0,15 + 34,10 x. – 39,40 x. I = 0,95 x L Donde:. I = Avance de la voladura (metros) L = Profundidad de los taladros a perforarse (metros)  Número de taladros. El número de taladros requeridos para una voladura subterránea depende del tipo de roca a volar, del grado de confinamiento del frente, del grado de fragmentación que se desea obtener y del diámetro de las brocas de perforación disponibles; factores que individualmente pueden obligar a reducir o ampliar la malla de perforación y por consiguiente aumentar o disminuir el número de taladros calculados teóricamente. Se puede calcular el número de taladros en forma aproximada mediante la siguiente fórmula empírica (EXSA, 2001). (ver Cuadro 2.1, 2.2). N° Tal. = 10 x. Donde:. A = Ancho de labor H = Altura de labor. En forma más precisa con la relación:. N° Tal = (P/dt) + (K x S) 18.

(19) Donde:. N° Tal = Número de taladros P = Circunferencia o perímetro de la sección de labor en metros, que se obtiene con la fórmula:. dt = Distancia entre los taladros de la circunferencia o periféricos. K = Coeficiente o factor de la roca S = Sección de labor. Cuadro 2.1 Relación de la dureza de la roca con la distancia Dureza de roca. Distancia entre taladros (m). Roca dura. 0,50 a 0,55. Roca intermedia. 0,60 a 0,65. Roca suave o friable. 0,70 a 0,75. Fuente: Manual práctico de voladura EXSA – 2001. Cuadro 2.2 Relación de la dureza de la roca con el coeficiente Dureza de roca. Coeficiente de roca (m). Roca dura. 2,00. Roca intermedia. 1,50. Roca suave. 1,00. Fuente: Manual práctico de voladura EXSA – 2001 . Cálculo de burden, R. Holmberg:. Cálculo para primer burden y sección, la distancia entre el taladro central de alivio y los taladros de la primera sección no debería exceder de 1,70 x D2 (D2 es el diámetro del taladro de alivio y D1 el de producción) para obtener una fragmentación y salida satisfactoria de la roca. Las condiciones de fragmentación varían mucho, dependiendo del tipo de explosivo, características de la roca y distancia entre los taladros cargados y vacíos.. 19.

(20) Para un cálculo más rápido de las voladuras de túnel con cortes de taladros paralelos de cuatro secciones se puede aplicar la siguiente regla práctica: Una regla práctica para determinar el número de secciones es que la longitud del lado de la última sección B sea igual o mayor que la raíz cuadrada del avance, como se puede apreciar en el Cuadro 2.3.. Cuadro 2.3 Cálculo de sección y burden Sección del corte. Valor de burden. Lado de la sección. Primera. B1 = 1,50 x D2. B1 x √2. Segunda. B2 = B1 x √2. 1,50 x B2 x √2. Tercera. B3 = 1,50 x B2 x √2. 1,50 x B3 x √2. Cuarta. B4 = 1,50 x B3 x √2. 1,50 x B4 x √2. Fuente: Manual práctico de voladura-EXSA (2001) edición especial. 2.2.3 Distribución de la carga. a) Movimiento de roca Volumen (V) = S x L Donde: V = Volumen de roca. S = Dimensión de la sección, en m2. L = Longitud de taladros, en m. Tonelaje (t) = V x ρ Donde: V = Volumen de roca. ρ = Densidad de roca, usualmente de 1,50 a 2,50.. b) Cantidad de carga (Qt) = V x kg/m3 20.

(21) Donde: V = Volumen estimado, en m3. kg/m = Carga por m3. c) Carga promedio por taladro. Qt/N° Tal.. Donde:. Qt. = Carga total de explosivo.. N° Tal.= Número de taladros.. En la práctica, para distribuir la carga explosiva, de modo que el corte o cual sea reforzado, se incrementa de 1,3 a 1,6 veces la carga promedio en los taladros del arranque, disminuyendo en proporción las cargas en los cuadradores y alzas (que son los que menos trabajan, ya que actúan por desplome).. d) Número de taladros por sección N° Tal. = (R/C) + (K x S); Donde:. R = Circunferencia de la sección en metros C = Distancia entre los taladros de circunferencia en metros 0,50 Para roca dura 0,60 Para roca intermedia (andesita por ejemplo) 0,70 Para roca blanda 21.

(22) S = Dimensión de la sección en m2. K = Coeficiente de roca 2. Para roca dura.. 1,50. Para roca intermedia.. 1. Para roca blanda.. e) Cantidad de carga (factor) De acuerdo a las secciones del túnel y dureza de la roca, se obtiene el promedio en kg de explosivo utilizado por m 3 de roca movida para cada metro de avance, teniéndose los siguientes casos para roca intermedia. (ver Cuadro 2.4) (a) 1 a 5 m2 :. 2,20 a 1,80 kg/m3. (b) 5 a 10 m2 :. 1,80 a 1,40 kg/m3. (c) 10 a 20 m2:. 1,40 a 1,00 kg/m3. (d) 20 a 40m2 :. 1,00 a 0,80 kg/m3. Cuadro 2.4 Constante de tipo de roca. TIPO DE ROCA. CONSTANTE. Roca muy dura Roca dura Roca intermedia Roca suave Roca muy suave. 1 1,50 2 2,50 3. Fuente: Manual práctico de voladura EXSA – 2001. 22.

(23) 2.2.4 Modelos de fragmentación y voladura de rocas A. Proceso de fracturamiento. La fragmentación de rocas por voladura comprende a la acción de un explosivo y a la consecuente respuesta de la masa de roca circundante, involucrando factores de tiempo, energía termodinámica, ondas de presión, mecánica de rocas y otros, en un rápido y complejo mecanismo de interacción. Una explicación sencilla, comúnmente aceptada estima que el proceso ocurre en varias etapas o fases que se desarrollan casi simultáneamente en un tiempo extremadamente corto, de pocos milisegundos, durante el cual ocurre la completa detonación de una carga confinada, comprendiendo desde el inicio de la fragmentación hasta el total desplazamiento del material volado, estas etapas son:  Detonación del explosivo y generación de la onda de choque.  Transferencia de la onda de choque a la masa de la roca iniciando su agrietamiento.  Generación y expansión de gases a alta presión y temperatura que provocan el fracturamiento y movimiento de la roca.  Desplazamiento de la masa de roca triturada para formar la pila de escombros o detrítus.. B. Fragmentación de la roca. Este mecanismo aún no está plenamente definido, existiendo varias teorías que tratan de explicarlo entre las que mencionamos a:. 1. Teoría de reflexión (ondas de tensión reflejadas en una cara libre). 2. Teoría de expansión de gases. 3. Teoría de ruptura flexural (por expansión de gases). 4. Teoría de torque (torsión) o de cizallamiento. 5. Teoría de caracterización. 6. Teoría de energía de los frentes de onda de compresión y tensión. 7. Teoría de liberación súbita de cargas. 8. Teoría de nucleación de fracturas en fallas y discontinuidades. 23.

(24) 2.2.5 Carguío y acarreo en minería subterránea El cargador y el medio de transporte o acarreo debe ser seleccionados de tal manera que cumplan con los requisitos de las operación. La industria minera está acostumbrada a tratar con grandes volúmenes de material. En el proceso de selección de equipos para carguío y acarreo, inicialmente es necesario determinar los requisitos de producción del sistema. Generalmente, estos requisitos se expresan en unidades de peso o volumen por unidad de tiempo.. Una vez que se conocen los requisitos de producción, pueden desarrollarse varias combinaciones de equipos y secuencias de operación, las que son diseñadas para producir el volumen requerido de material. Los sistemas más simples de manipuleo de materiales involucran volúmenes discretos de material producidos por una sola máquina en un ciclo de tiempo bien definido.. El ingeniero necesita de bastante criterio para desarrollar los planes iniciales de carguío y acarreo ya que es imposible evaluar cada sistema que puede satisfacer los requerimientos de producción. La selección de un sistema de carguío y acarreo se basa en consideraciones de seguridad y en una evaluación económica dirigida a la consecución de producción a un costo mínimo por unidad producida.. 2.2.6 Estudio de perfomance de flota de carguío y acarreo 1. Perfomance de la máquina. La performance de la máquina usualmente se mide en base horaria en término de productividad de la máquina y de costos de posición y operación de máquina. Una óptima de performance de maquina puede expresarse como:. 24.

(25) 2. Producción.. Es el volumen o peso total de material a ser manipulado en una operación especifica. Puede referirse ya sea al mineral económico a ser producido o al material de desmonte. La producción de mineral se da más frecuentemente en unidad de peso, mientras que la roca de desmonte es expresada en unidades de volumen.es común es referirse a la producción diaria, mensual, anual.. 3. Tasa de producción. Es el volumen o peso teórico de producción de una maquina por unidad de tiempo.se expresa en una base horaria, puede expresarse en otras unidades de tiempo tales como una guardia o un día. La producción es la tasa horaria a la cual el material es movido.. En la mayoría de aplicaciones de movimiento de tierra la producción se calcula multiplicando la cantidad de material movida por ciclo por el número de ciclo por hora. Producción = carga/ciclo x ciclo/hora 4. Productividad.. Es la producción real por unidad de tiempo cuando se considera todo los factores de eficiencia y otros de administración .puede ser también expresada como una tasa neta de producción o la producción por unidad de mano de obra y tiempo ejemplo tonelada /hombre guardia.. 5. Eficiencia. Es el porcentaje de la tasa estimada de producción que es realmente manipulada por una máquina .las deducciones en la tasa de producción puede estar relacionadas con la misma máquina, las condiciones del personal o del trabajo. El factor de eficiencia puede ser expresado en el número promedio de minutos trabajados efectivamente en una hora, divididos en sesenta minutos.. 25.

(26) Utilización productiva (%) = Horas trabajadas/horas totales x 100. 6. Disponibilidad.. Es un factor importante al programar los equipos es la disponibilidad de las unidades. Por ejemplo al programar una pala, un factor común de disponibilidad es de 80%; por lo tanto de cada 100 guardias 80 serán productivas y 20 serán tiempo muertos en reparaciones. Con este factor de disponibilidad, es apropiado programar, los nuevos equipos con mayor disponibilidad en área de prioridad más elevada. La disponibilidad es aquella porción de tiempo operativo programado en que una maquina esta mecánicamente lista para trabajar.. Hay dos métodos generales para calcular la disponibilidad del equipo:. La disponibilidad mecánica. Es el factor que muestra la disponibilidad del equipo a excepción del tiempo muertos solamente por factores mecánicos.. Disponibilidad física. Es la disponibilidad operacional total, la que considera los tiempos muertos por cualquier motivo.. 7. Utilización.. Es aquella porción del tiempo disponible que la maquina realmente trabaja.. 8. Capacidad.. Se refiere al volumen del material que una máquina de carguío o acarreo puede soportar en cualquier punto en el tiempo por ejemplo (el volumen de la cuchara de una máquina de carguío o la tolva de un camión), la capacidad se clasifica en:. Capacidad de ras: el volumen de material en una unidad de carguío o acarreo cuando está llena hasta el tope, pero sin material por encima de los lados o acarreo en cualquier parte añadida del equipo. 26.

(27) Capacidad colmada: el volumen máximo de material que una unidad de carguío acarreo puede manipular cuando el material esta colmado por encima de los lados. Si bien la capacidad al ras es constante en cualquier unidad, la capacidad colmada es una función de las propiedades del material y de la forma de la unidad.. 9. Capacidad nominal.. Es la carga de una máquina que puede llevar en términos de peso. la mayoría de las máquinas están diseñadas para llevar un determinado peso más que un volumen. Por lo tanto, el volumen del material manipulado dependerá de la densidad del material y para cada máquina varía de acuerdo con la densidad mientras que el peso máximo es constante y está en función de la resistencia de los componentes de la máquina.. 10. Factor de esponjamiento.. Es el incremento fraccional en el volumen de material que ocurre cuando este es fragmentado y removido de su estado natural (volumen en banco) y depositado en un estado suelto (volumen suelto).puede ser expresado ya sea como una fracción decimal o como un porcentaje.. 11. Factor de llenado del cucharón.. Es un ajuste a la capacidad del cucharon de una máquina de carguío. Esta expresado generalmente como un decimal y corrige la capacidad de la cuchara para obtener. el volumen real que esta mueve al tomar en consideración las. características de apilamiento de material, el ángulo de reposo y la habilidad del operador para llenar el cucharón.. 27.

(28) 12. Ciclo de operación Es el proceso de minado que se describe con un ciclo de operación unitaria. La operación untaría de carguío y transporte que puede ser dividida en una rotación ordenada de pasos o sub operaciones. Los componentes más comunes de una unidad de transporte que son de Carga, transporte, descarga y retorno. Desde punto de vista de selección de equipo o planteamiento de producción, la duración década componente de este ciclo de vital importancia. La suma de los tiempos para un ciclo completo es denominada el tiempo de ciclo.. 13. Estudio de tiempos.. A fin de determinar la producción, se debe determinar el número de viajes completos que una unidad realiza en una hora.. Primero se optime el ciclo de operación de la unidad con la ayuda de un cronometro, se toma el tiempo de varios ciclos completos a fin de llegar a un promedio del tiempo de ciclo.. Al permitir que el cronómetro que corra continuamente, se pueden registrar por cada ciclo diferente segmentos del tiempo, con el tiempo de carga, tiempo de espera. Al conocer los segmentos individuales del tiempo proporciona una buena oportunidad de evaluar el balance de distribución y la eficiencia del trabajo.. Los números en las columnas blancas significan lecturas al para el cronómetro, en las columnas sombreadas son valores calculados. Esto puede ser fácilmente extendido para incluir otros segmentos del ciclo tales como. Tiempo de acarreo, tiempo de descarga, se pueden desarrollar formatos similares para otros equipos.. El tiempo de espera es el tiempo que unidad debe esperar, de tal manera ambas puedan realizar el trabajo conjuntamente. El tiempo de demora es cualquier otro tiempo que no sea de espera cuando una máquina que no está desarrollando su tiempo de trabajo. El tiempo de ciclo pude o no incluir los tiempos de espera y /o demoras. 28.

(29) 2.3 Bases conceptuales (ver Figura 2.1, 2.2) 1) Diseño de malla.. Figura 2.1 Malla de perforación anterior Fuente: Minera J.S. Natividad. Figura 2.2 Malla de perforación optimizada Fuente: Minera J.S. Natividad. 29.

(30) 2) Geomecánica del macizo rocoso La clasificación de los macizos rocosos están basados en algunos o varios factores que determina su comportamiento mecánico.  Propiedad de matriz rocosa.  Tipo y frecuencia de discontinuidades, que determine el grado de fracturamiento, el tamaño y forma de los bloques de macizo rocoso.  Grado de meteorización o alteración.  Estado de tensiones in situ.  Presencia de agua.. En el proyecto sobre este aspecto no se utiliza ninguna clase de mecánica de rocas por situaciones de laboratorio y a la vez la roca es competente para desarrollo de trabajos subterráneos, (Condori Apaza Edilberto – 2010).. 3) Selección de explosivo. Para seleccionar un explosivo con. propiedades físicas que identifican a cada. explosivo y que se emplean para seleccionar el más adecuado para una determinada voladura y son los siguientes:  Potencia relativa  Brisance o poder rompedor  Simpatía o aptitud a la transmisión de la detonación  Densidad  Velocidad de detonación  Sensibilidad  Estabilidad  Sensibilidad al calor  Sensibilidad al golpe  Categoría de humos  Resistencia al agua. 30.

(31) 4) Selección de equipo de carguío Un scoop de 2 yd3 Wagner ST-2D es un vehículo trackless de bajo perfil, para carga y acarreo de minerales, diseñado sobre todo para realizar trabajos en minas subterráneas, o en zonas con limitaciones de espacio: En minería subterránea, especialmente en la pequeña y mediana minería, los túneles se caracterizan por ser de baja altura y angostos, lo que impide el ingreso de vehículos mineros de grandes dimensiones. Pueden desplazarse en reversa con la misma facilidad con la que avanzan, lo que les permite ingresar y salir de túneles angostos o sin espacio para girar. (Herrera Quispe Miguel – 2008). 5) Selección de equipo de transporter. Es fundamental conocer el tipo de trabajo a realizar, ya que permite determinar las características técnicas que debe cumplir el equipo dumper -FCY 6 TM , la cual deben ser evaluados.(Lázaro Agustín Emilio-1996) . La ubicación geográfica de la mina. . Las condiciones climáticas. . La presencia de nivel freático. . Las características del material a trabajar. . Tiempo de vida de la mina o proyecto. . Sección de equipo dumper 5,00 x 1,70. 6) Perforación. Para realizar la voladura es necesario efectuar el confinamiento del explosivo, para esto es necesario perforar la roca a esta operación de agujerea en la roca se le denomina perforación y a los agujeros se le conoce con el nombre de taladros, usualmente cuanto más suave es la roca más es la velocidad de penetración, por otro lado cuanto más resistente sea a la compresión, mayor fuerza y torque serán necesarios para perforarla.. 31.

(32) La perforación se basa en concentrar una cantidad de energía en una pequeña superficie, para vencer la resistencia de la roca, aprovechando el comportamiento a la deformación de elástico - frágil que ellas presentan.. Es la primera operación en la preparación de una voladura. Su propósito es el de abrir en la roca huecos cilíndricos destinados a alojar al explosivo y sus accesorios iniciadores, denominados taladros, barrenos, hoyos, o blasthole.. 7) Malla de perforación. Es la forma en la que se distribuyen los taladros de una voladura, considerando básicamente a la relación de burden y espaciamiento y su dirección con la profundidad de taladros.(Frisancho Triveño, Giovanni-2006). 8) Método subterráneo. Excavación natural o hechas por el hombre debajo de la superficie de la tierra.. 9) By pass. Labor subterránea para crear un acceso al costado de una veta o cuerpo mineralizado.. 10) Frente. Es el lugar en donde se emplaza personal y máquina de perforar para realizar el avance de una galería o crucero, mediante perforación y voladura.. 11) Parámetros. Se denomina así a los diversos ratios obtenidos en la práctica, a través de la observación en el lugar de trabajo.. 32.

(33) 12) Burden. Distancia desde el barreno al frente libre de la roca, medida perpendicular al eje del taladro.. También denominado piedra, línea de menor resistencia a la cara libre. Es la distancia desde el pie o eje del taladro a la cara libre perpendicular más cercana. También la distancia entre filas de taladros en una voladura.. 13) Explosivos. Son productos químicos que encierran un enorme potencial de energía, que bajo la acción de un fulminante u otro estímulo externo reaccionan instantáneamente con gran violencia. Se fabrican con diferentes potencias, dimensiones y resistencia al agua, según se requiera.. 14) Taladros de arranque. Son taladros perforados y cargados; primero en ser chispeados para generar una cara libre. 15) Factor de carga (kg/m3) Es la cantidad de explosivo usada por m3 de roca volada o kg de explosivo/ TM roca volada.. 16) Sensibilidad. Habilidad de un explosivo para propagarse a través de la columna explosiva, también controla el diámetro crítico en el cual el explosivo trabaja adecuadamente.. 33.

(34) 17) Macizo rocoso. Es el conjunto de los bloques dela matriz rocosa y de las discontinuidades.. 18) Voladura. Es un fenómeno físico químico de la mezcla explosiva que al explosionar rompe un trozo de roca o mineral.. 19) Cancha de desmonte. Lugar descampado amplio en la superficie y donde se deposita el mineral sin valor que se extrae del interior de la mina.. 20) Mina trackless. Mina subterráneo mecanizada donde se trabaja con maquinaria pesada o maquinaria sobre ruedas como scoop, dumper y volquetes.. 21) Supervisor. Persona que tiene el máximo cargo en la rama de empleados; se encarga de ver si las labores se han realizado de acuerdo al programa de trabajo. 22) Ventilación. Acción mediante la cual se activa un conjunto de medios para permitir la entrada de aire a la mina, puede ser por instalación de chimeneas, mangas o ventiladores. Puede ser natural o mecánica.. 23) Tiempo muerto Tiempo improductivo, no aprovechado en el trabajo que se realiza en la mina durante el cual permanece inactiva la máquina.. 34.

(35) 24) Scoop. Máquina de forma cuadrangular como un pequeño cargador frontal que sirve para acarrear mineral o desmonte.. 25) Equipo trackless. Maquinaria que se desplaza sobre ruedas, como el scoop, dumper.. 2.4. Formulación de hipótesis. 2.4.1 Hipótesis general Mediante la optimización de las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo se mejorará el avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada.. 2.4.2 Hipótesis específicos a) La optimización de las operaciones unitarias nos permite identificar el desarrollo de cada una de las operaciones de perforación, voladura, carguío y acarreo en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada.. b) Diseñando: la malla de perforación y determinando la carga explosiva adecuada nos permitirá incrementar el avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada. c) Mediante el control de tiempos se optimizará las operaciones de carguío y acarreo de material roto en la construcción del by pass.. 35.

(36) CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN. 3.1 Diseño metodológico Según la naturaleza del trabajo de investigación y por las características del estudio es de tipo descriptivo y a nivel básico, el estudio se refiere a la optimización de avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio mediante la evaluación de las operaciones unitarias de perforación, voladura, carguío y acarreo en el nivel 5103 m.s.n.m. de la Minera J.S. Natividad- La Rinconada.. La Minera J.S: Natividad actualmente viene realizando los trabajos de perforación, voladura, carguío y transporte en el desarrollo del by pass San Ignacio.. La metodología consiste en evaluar todos los procesos de desarrollo de perforación, voladura, carguío y transporte en el desarrollo del by pass San Ignacio, el control de operaciones mineras se realizará en 20 turnos, en donde se analizará el tipo de trazo, número de taladros, explosivos utilizados, fragmentación de la roca, avance lineal y el sistema de carguío y acarreo.. Posteriormente en el trabajo de investigación se diseñará una nueva malla de perforación, selección de explosivos y el control de tiempos en el sistema de carguío y acarreo, las pruebas se realizarán en 20 turnos considerando los siguientes parámetros: Burden, espaciamiento, el tipo de trazo, distribución de taladros, la carga explosiva utilizada, avance lineal y el tiempo de carguío y acarreo de mineral.. 36.

(37) Finalmente se realizará la comparación del avance lineal anterior y actual en la construcción del by pass San Ignacio del Nivel 5103 m.s.n.m. de la Minera J.S. Natividad - La Rinconada.. El método de análisis de datos se ha realizado mediante la estadística descriptiva que consiste en la aplicación de técnicas para expresar los resultados mediante el gráfico de barras para su análisis e interpretación de los datos de la investigación.. 3.2 Población La población del trabajo de investigación está constituida por las labores de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada. 3.3 Muestra La muestra está constituido por el frente del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad – La Rinconada.. 3.4 Unidad de muestreo La unidad de muestreo es el grado de fragmentación, volumen obtenido, tonelaje, avance lineal, kilogramos de explosivos utilizados, el tiempo de carguío y acarreo de mineral.. 3.5 Operacionalización de variables 3.5.1 Variable independiente El macizo rocoso y características geométricas de frente de by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad.. 37.

(38) 3.5.2 Variable dependiente Mejoramiento del avance lineal en la construcción del by pass San Ignacio de la Minera J.S. Natividad. (ver Cuadro 3.1). Cuadro 3.1 Operacionalización de variables VARIABLES. ESCALA DE MEDICIÓN. INDICADORES. Variable independiente: El. macizo. características. rocoso. y. -. Dureza. geométricas. -. Tipo de roca. de frente de by pass San. -. Roca dura, semidura y suave. -. Ignacio de la Minera J.S.. -. Natividad.. Roca Ígnea,. Diseño de la sección.. Sedimentaria, -. Metamórfica.. -. Metros. Variable dependiente:. -. Avance lineal. -. Metros. Optimización del avance. -. Diseño de malla. -. N° de taladros. lineal en la construcción del. -. Carga explosiva. -. kg. by pass San Ignacio de la. -. Granulometría. -. mm. Minera J.S. Natividad.. -. Tiempo de. -. Minutos. carguío. -. Minutos. -. Tiempo de transporte. Fuente: Elaboración propia. 3.6 Técnicas de recolección de datos Es muy importante determinar que técnicas se aplicarán, como el análisis estadístico y porcentual, la observación del disparo y el grado de fragmentación obtenido en la voladura del frente de by pass San Ignacio.. 3.6.1 Instrumentos de recolección de datos Los instrumentos utilizados para el estudio son la liquidación mensual para verificar el avance del desarrollo de by pass San Ignacio, el reporte diario de. 38.

(39) operación, reporte mensual de operación y la toma de fotografías para evaluar la voladura.. 1. Reporte diario de operación. . Avances lineales. . Consumo de explosivos. . Granulometría. . Taladros disparados. 2. Reporte mensual de operación. . Labor disparada.. . Explosivo utilizado.. . Número de taladros.. . Número de horas operadas de los equipos.. 3. Técnicas para el procesamiento de la información.. Se aplicarán instrumentos y procedimientos de acuerdo a lo siguiente. . Cuadros estadísticos.. . Revisión de los datos.. . Control de la eficiencia de perforación y voladura.. 39.

(40) CAPÍTULO IV ÁMBITO DE ESTUDIO. 4.1. Generalidades. El by pass San Ignacio del nivel 5 103 m.s.n.m. de la Minera J.S. Natividad de la Corporación Minera Ananea S.A.. 4.1.1 Ubicación. La Minera J.S. Natividad de la Corporación Minera Ananea S.A., se encuentra ubicado políticamente en el distrito de Ananea, provincia San Antonio de Putina, departamento de Puno a una altura aproximada 5103 m.s.n.m, está conformado por las concesiones mineras llamadas Ana María I, Ana María III.. La coordenada UTM del punto central de referencia es la siguiente:. Este. : 452 205,00. Norte. : 8 383 034,00. Altitud promedio. : 5 103 m.s.n.m.. 4.1.2 Accesibilidad. Desde la capital de la República - Lima, se accede mediante vía terrestre y aérea, hasta la ciudad de Juliaca, y desde la capital de la Región Puno. Siendo la ruta más accesible, comercial y transitada la que se presenta en el Cuadro 4.1. 40.

(41) Cuadro 4.1 Ruta de acceso a la Unidad Minera J.S. Natividad. Origen. Destino. Puno. Juliaca. Juliaca. Distancia. Tipo de. Tiempo de. carretera. viaje. 45. Asfaltada. 52 Minutos. Huatasani. 71,6. Asfaltada. 80 Minutos. Huatasani. Putina. 20,0. Asfaltada. 23 Minutos. Putina. Quilcapunco. 15,0. Asfaltada. 16 Minutos. Quilcapunco. Pampilla. 40,0. Asfaltada. 45 Minutos. Pampilla. Ananea. 11,0. Trocha. 23 Minutos. Ananea. La Rinconada. 7,5. Trocha. 16 Minutos. Distancia total Puno-Mina La Rinconada = 210,10 kilómetros Tiempo aproximado de viaje. = 4 horas 15 minutos. Fuente: Elaboración propia El tiempo de viaje dura 4 horas y 15 minutos en promedio, según las condiciones de la ruta, del vehículo y el clima.. 4.1.3 Fisiografía y recursos naturales La mina presenta un relieve accidentado, con predominancia de estructuras de pizarra de los cerros San Francisco, Lunar y de los nevados Ananea; sobre el relieve de pizarra hay depósitos menores cuaternarios de grava y morrenas producto del deshielo glacial, también por toda la zona son predominantes la acumulación de desmontes y cantos de pizarra producto de la erosión natural, y gran cantidad de desmontes producto de la intensa actividad minera de más de 450 labores artesanales y semi-mecanizadas trabajadas desde años atrás y del presente.. 4.1.4 Clima El clima es muy frío y seco propio de la región Janca o Cordillera, caracterizado por Tres temporadas definidas las cuales son: temporada de heladas de Mayo a Julio, temporada de vientos de Agosto a Octubre y temporada de nevadas de Noviembre hasta Abril; la temperatura media anual es de 8°C, registrando máximas de 20°C y mínimas de -27°C. 41.

(42) 4.1.5 Flora y fauna. La mina presenta flora escasa, en las faldas de los cerros crece el ichu, y algunos musgos y líquenes, en la zona de desarrollo de la presente tesis prácticamente no hay flora alguna; en Fauna llegan a la zona algunas aves estacionales como las gaviotas, ratones, y gorrión andino pero en poblaciones ínfimas.. 4.2 Interpretación geológica del yacimiento. 4.2.1 Geología regional. La parte S-E del Perú, la cordillera oriental muestra una alineación geomorfológica y estructural de NW-SE, la zona en estudio (La Rinconada) se encuentra emplazado en el flanco oriental, perteneciente a la vertiente del Atlántico y las depresiones longitudinales de valles glaciares fluvioglaciares del terciario superior y cuaternario inferior.. Las rocas más antiguas en el extremo N-E de la provincia de San Antonio de Putina y la mayor parte de la provincia de Sandia; consisten en una secuencia de pizarras y lutitas del paleozoico sobre la que se han depositados las areniscas y calizas del cretácico y cubriendo las formaciones anteriores por una extensa formación de ignimbritas del terciario y deposito aluviales glaciares del cuaternario. Las rocas del paleozoico ocupan toda la cordillera de Carabaya extendiéndose al Este de la cuenca del río Inambari y la borde cubriendo las estribaciones del Altiplano. Las rocas del mesozoico aparecen hacia la cuenca del Titicaca con interrupciones cubiertas por formaciones del cenozoico y reciente.. 42.

(43) 4.2.2 Geología local. a) Paleozoico medio El área que abarca el yacimiento aurífero Ana María se observa afloramientos consistentes en lutitas y pizarras que conforman la parte superior de la formación; generalmente tienen un rumbo promedio NE – SE con buzamiento de 10° a 20° al S-E.. En la zona del mapeo geológico, los estratos de lutitas y pizarras, afloran tanto en el sector Sur-Este donde se ubica la mina ¨Rinconada¨ y al sector Noreste se ubica la mina ¨Cerro Lunar de Oro¨, entre estos dos sectores o áreas importantes surge la presencia de la lengua glaciar.. Los afloramientos conspicuos de lutitas y pizarras están cortados por dos estructuras importantes, que son el dique San Pedro y el dique Tentadora, con rumbos promedios al NE a SE y con buzamiento al NE. También es importante mencionar la presencia de la veta Carmen que presenta un rumbo NE a SE y su buzamiento es ligeramente hacia el S-W.. Estos horizontales de lutitas y pizarras pélvicas y silícicos son de grano medio, de color gris oscuro a negro, su textura varia de una sección a otra. Todo ello tal vez se deba al hecho de se han depositado en cuencas intercontinentales separados o parcialmente conectados, bajo diferentes condiciones de sedimentación.. En la formación Ananea ocurren capas de cuarzo e interestratificados en los estratos de lutitas y pizarras, con posible mineralización precámbrica consistentes en oro (Au) y otros minerales de menor importancia.. 43.

(44) b). Rocas intrusivas del Paleozoico superior Las rocas intrusivas en el área se ven representados por los diques Tentadora, San Pedro que al margen Oeste de este dique se observan ¨Ministocks¨ a apófisis intrusivos.. En el sector, donde se ubica el Cerro San Francisco con coordinadas y cotas absolutas; al lado de este cerro se observa la posible ubicación de Stocks, ello se debe al afloramiento inconspicuo de este cuerpo intrusivo, tal como se representa en el plano geológico superficial. Litológicamente hablando consisten en intrusivos de naturaleza granítica – diorítica, de estado amorfo; los diques que afloran en el área se presentan en superficie meteorizada de un color gris oscuro a rojizo y en superficie fresca es de color blanco lechoso.. Tanto en el sector SE-NE afloran los diques San Pedro, Tentadora y la veta Carmen, siendo su potencia promedio del dique San Pedro de 400 m. y de la Tentadora de 0,40 m. en dichos sectores la veta Carmen se presenta en forma ramificada o ¨cola de caballo¨, que consiste en vetillas de cuarzo con alto contenido de iones de oro libre con un ancho promedio de 0,01 m., otra estructura importante la veta poderosa que se ubica en el lado Sur de Cerro San Francisco.. Es importante resaltar la presencia del ¨Stock Works¨ tanto en sector SE y NE de la Mina Ana María, la que es de mucha importancia por su contenido y por causar el enriquecimiento de los mantos, como un deposito mineralógico capa filón – capa.. 4.3. Geología estructural. Yacimiento Aurífero de Ana María. ha sido afectado por tectonismo. euherciniano, del tipo intercontinental con una fase comprensiva y que siguió a un régimen de distención en el Ordovísico – Silúrico – Devónico. 44.

(45) El periodo postectónico del permo-trias, están asociado al fracturamiento cortical con probable distención que produjo una tectónica de bloques y un magmatismo alcalino más rico en cuarzo y álcalis. El tectónico en el yacimiento juega un papel muy importante en cuanto a la concentración de oro libre en mantos auríferos, a continuación se describe el caso.. a) Diaclasamiento. Tanto los mantos cuarcíferos así como los estratos de lutitas y pizarras han sido afectados por este fenómeno tectónico, observándose en la superficie e interior mina bloques de forma irregular, este fenómeno está relacionado a los inicios de sedimentación.. b) Plegamiento. Es otro tipo de los fenómenos importantes que ocurren en el yacimiento, es muy notorio que los plegamientos se presentan a manera de flexuras-anticlinales y sinclinales que son productos de fuerte movimiento horizontales que han afecto a los estratos de lutitas y pizarras. En el sector de Lunar de Oro se observa claramente el eje del anticlinal asimétrico con rumbo NE-SE, pero en el sector Cerro San francisco se puede observar un anticlinal asimétrico con un rumbo NW-SW.. c) Fallamiento. El fallamiento en el yacimiento está relacionado con un periodo anterior al permo-trías consecuentemente con fallas pre-mineralizantes. Las fallas: San Andrés, Esperanza, Carmen y Lunar de Oro se orientan hacia NW-SE, de bajo ángulo con desplazamiento vertical.. Otros sistemas de fallas importantes son: San Francisco, Norma y Virginia que completan un cuadro tectónico de fallamiento transversal de rumbo NE-SW, estas fallas son casi verticales, con desplazamiento vertical. 45.

(46) En la región hubo metamorfismo general herciniano epizonal y un metamorfismo de extensión restringido de la misma edad de alta presión y temperatura relacionada a la intrusión de granitoides durante la comprensión ehoerciniano, Laubacher, Gerard. (1978).. En el área elevada de la cordillera oriental próximo al eje, afloran algunos cuerpos formados por cuarzo, plagioclasa y biotita cloritizada, dichos cuerpos son apófisis del batolito de Limbani. (Condori Apaza Edilberto – 2010). 4.4. Geología económica. 4.4.1 Afloramiento. Tanto en la sección San Francisco principalmente en Ana María I, Ana María IV y en la sección Ana María III; afloran diferentes mantos de cuarzos auríferos con espesores que varían de 0,01 m. hasta 0,04 m., interestratificados entre los paquetes de pizarras de la formación Ananea. El rumbo general de los mantos es E-W y el buzamiento varia de 10° a 20° al SW los mantos reconocidos están separados unos de otros desde los 2 m. hasta los 70 m. el aspecto de los mantos es sensiblemente lenticular; la roca encajonante esta débilmente alterada, generalmente una decoloración de las pizarras, a veces la pizarra esta finamente piritizada.. En la sección de San Francisco ocurren hasta 23 mantos reconocidos, mientras que en la sección de lunar de oro de observan 5 mantos.. 4.4.2 Mineralización. La mineralización en Ana María se encuentra en mantos y relleno de fracturas y microfracturas lo que se conoce con el nombre de ¨capa-filón-capa¨, siendo los primeros de mayor ocurrencia en el NW y SW (San Francisco y Lunar). 46.

(47) Estas fracturas y microfracturas con contenido de cuarzo y oro libre se entrecruzan y forman un enrejado, lo que en conjunto forman la zona de ¨Stock Work¨, esta zona importante enriquecida con oro libre se ubica entre el dique Tentadora y la veta Carmen.. El ¨Stock Work¨, se orienta con un eje NW-SE, a manera de una franja con un ancho promedio de 80 m. y una longitud no determinada en el extremo NW, por la presencia de nevados perpetuos, pero si determinado en el extremo SE, que partirá del ¨stock¨ intrusivo inconspicuo que estaría enclavo en el lado E del cerro San Francisco.. Otra zona de menor importancia económica, es la comprendida entre el dique San Pedro y dique Tentadora, donde la presencia de fracturas y microfracturas con contenido de cuarzo y oro libre es muy limitado y poco influyente en el enriquecimiento de los mantos más en. cada zona se presentan lentes. mineralizados de oro libre y estos se repiten a distancias irregulares.. Estos resultados indicaran la existencia de dos fuentes diferentes de soluciones mineralizantes, con probable removilización de la mineralización Pre-Cámbrica.. a. Fracturamiento. El esquema de fracturamiento está íntimamente vinculado con la historia ígnea local. El 80% de la mineralización está en la intersección de los mantos con las fracturas y microfracturas conteniendo cuarzo y oro libre. Generalmente se puede decir que hay dos etapas de fracturamiento. . Un fracturamiento central o principal representado por fracturas y microfracturas con rumbos promedio NE-SE y NW-SW, originando un enrejado denominado ¨Stock Work¨ ligado a la segunda fase de mineralización.. 47.

(48) . Otra etapa de fracturamiento es compleja y se presenta como ramificaciones o estructura cola de caballo constituido por microfracturas con cambio de rumbo y buzamiento ya sea en una vista vertical y horizontal.. b. Alteración hidrotermal. Del manto hacia afuera la alteración hidrotermal está representada por la cloritización, que son abundantes en el sector de Lunar y San Francisco.. c. Estructura de los mantos. La estructura externa importante es la lenticular o rosario, que son originales por fuerzas de compresión horizontal.. Las principales estructuras internas son: bandeamiento, coincide con los planos de estratificación, está configurada por una disposición irregular de granos.. 48.

(49) CAPÍTULO V EVALUACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS EN EL BY PASS SAN IGNACIO. 5.1 Objetivos de la construcción del by pass San Ignacio . Labor de acceso para la explotación aurífera de los contratistas mineros. . Labor de acceso para la explotación de los mantos auríferos.. 5.2 Parámetros para el diseño del by pass. a) Sección: las dimensiones del by pass está en relación a la capacidad y tamaño del equipo a utilizar, y las características físicas del terreno y el tipo de minado y si ha determinado una sección de 3,50 m. x 3,00 m.. b) Gradiente: La construcción del by pass tiene una pendiente negativo de -10%.. c) Longitud: El proyecto de desarrollo de by pass tiene una longitud de 500 metros desde la galería principal hasta el botadero de San Ignacio. (ver anexo 01). 5.3 Instalaciones de servicios auxiliares en el by pass a) Aire: El aire comprimido en la mina se usa para realizar los trabajos de perforación y voladura y recorre toda la galería de desarrollo, desde el estacionamiento de la compresora hasta llegar al frente de avance de by pass La prolongación de la tubería de aire es de 2 pulgadas de diámetro hasta el tope de la galería para perforar los taladros con equipos tipo jack-leg modelo seco 250S.. 49.